وثيقة

Optimization of induction motor efficiency.

الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2001
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
The need for energy conservation is increasing the requirements for increased levels of electric motor efficiency. When operating at full load, induction motors have good efficiencies, even at relatively modest kW-ratings. However, at lower values than rated loads, which are a condition that many machines experience for significant portion of their service life, their efficiencies decrease somewhat. It is therefore important to optimize the efficiency of motor drive systems if significant energy savings are to be obtained. Several methods and techniques, that allow efficiency optimization when the induction motor works with light loads, have been reported, with different variables being controlled. Variable speed drive is one of the schemes that used to optimize the induction motor efficiency. As the load varies, the speed of the motor is varied. This way of controlling the motor speed with the load change has proven very suco applications and one of the most important applications in hot climate countries is in the field of Ventilation and Air-conditioning (VAC. ( The existing off-line method for improving IM motors efficiency are difficult to implement for on-line motors. The difficulty lies in the look-up tables, since they require more memory space and are expensive. This project presents a new application of Artificial Neural Network (ANN) control technique in the minimization of losses in an IM drive system. The ANN-based controller generates the appropriate voltage amplitude and frequency, which operate the IM at its optimum efficiency for any given operating point (torque and speed). The proposed ANN model is made of two networks connected in series: tansigmoidal and linear. A MATLAB program was developed for this purpose. The neural network model was trained using the MATLAB/NNET Toolbox based on the trainbpx.m program, which trains the network using the "backpropagation" method. The training data was generated by another MATLAB program which determines the voltage (rms) value and frequency (op, Vop) for given torque and speed (an, I'm) that operates the machine at optimum efficiency. After being trained appropriately, the ANN model reproduces the same output (fop; Vop) from a given input (Chs Tm), which lies between the minimum and maximum set points. The proposed method can be easily implemented on induction motor drive systems equipped with speed sensors and for which the steady state speed-vs-torque load characteristics are known. The suggested method will improve the efficiency of the drive system; hence it will save a considerable amount of energy. However, like many induction motor control techniques, the developed model is sensitive to motor parameter variations due to temperature change.
الملخص العربي
ان الحاجة للمحافظة على الطاقة تزيد من متطلبات رفع كفاءة المحركات الحثية. عندما تستخدم هذه المحركات على حمولة قصوى فان كفاءتها تكون جيدة حتى في حال محركات صغيرة السعة. ولكن عندما تتغير الحمولة بالنقصان، وهي حالة تحدث في أوقات كثيرة من العمر الافتراضي للمحركات، فان كفاعتها تقص. لذلك كان لزاما رفع كفاءة انظمة التحكم في هذه المحركات وذلك لتوفير الطاقة. لقد طرحت عدة حلول وطرائق مختلفة لرفع كفاءة المحركات الحثية عندما تعمل تحت تحميل قليل وذلك بالتحكم بمتغيرات مختلفة.
ان طريقة تغير سرعة المحرك بتغير الحمل هي احد الحلول المستخدمة لرفع كفاءة المحركات الحثية. فعندما يتغير الحمل تتغير سرعة المحرك سوى بالنقصان او بالزيادة. أن هذه الطريقة اثبتت كفاءة كبيرة و خاصة في المحركات المستخدمة في اجهزة تغيير و تلطيف الهواء في الأماكن ذات الطقس الحار.
ان طرق التحكم المعتمدة للمحركات الحثية في حالة التوقف يصعب تطبيقها على المحركات وهي تعمل. وتكمن الصعوبة في أن جداول التحكم تحتاج الى مساحة تخزينية كبيرة و بالتالي فهي باهضة التكاليف.
في هذا المشروع تطرح فكرة استخدام شبكة العقل الصناعي للتحكم في تقليل الفاقد في المحركات. تقوم شبكة العقل الصناعي بتوليد الفولتيه المطلوبه و التردد اللذان يجعلان المحرك يعمل بكفاءة عالية مع معرفة العزم و سرعة دوران المحرك. النموذج المطروخ يتكون من شبكتين موصلتين بالتوالي. لقد تم استخدام برنامج MATLAB لهذا الغرض. يتم تدريب شبكة العقل الصناعي باستخدام برنامج trainbox . m بطريقة التناضح العكسي backpropagation القوائم المطلوبة لتدريب شبكة العقل الصناعي تم اعدادها ببرنامج آخر باستخدام MATLAB و الذي يتضمن الفولتية والتردد بعد معرفة العزم و سرعة دوران المحرك. ويتم مقارنة نتائج شبكة العقل الصناعي مع النتائج التي تم الحصول عليها بواسطة الجداول. بعد ذلك تكون الشبكة جاهزة لتحديد الفولتية و التردد المطلوبين لدفع المحرك بكفاءة عاليه . الطريقة المقترحة تساعد على رفع كفاءة المحرك و من ثم تحافظ على استخدام طاقة أقل. ولكن هذه الطريقة عرضة لاي تغيير في ضوابط المحرك والتي تتأثر بتغير درجة الحرارة.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية

مواد أخرى لنفس الموضوع

مقالات الدوريات
5
0
Al-Siyabi, Ahmed.
College of Science, Sultan Qaboos University.
2021-12-26
مقالات الدوريات
4
0
Al-Saidiyah, Amal.
College of Science, Sultan Qaboos University.
2021-12-26
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Harrasi, .Said Ayoub Said
Sultan Qaboos University
2012
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al Omairi, Bader Ben Sulaiman.
Sultan Qaboos University
2007